《接入网技术与应用》课件第9章

第9章接入网的管理9.1网络管理概述

9.2

TMN简介

9.3接入网网络管理的功能结构

9.4接入网网络管理的实现

9.5小结

思考题与习题

9.1网络管理概述

9.1.1网络管理的目标和方法

网络管理是随着电信网的发展而逐步发展起来的，电信网络管理的目标是要最大限度地利用电信网络资源，提高网络的运行质量和效率，向用户提供良好的通信服务。而电信管理网(TMN)为电信网络管理目标的实现提供了一套整体解决方案，它能简化多厂商混合网络环境下电信运营企业的管理模式，降低电信运营的管理成本，从而使企业获得更好的效益。完善而有效的网络管理将大大降低网络的维护运营费用，能有效地利用网络资源，提高服务水平。早期的电信网中管理活动是一种分散的随意性的活动，随着电信网的日益庞大、电信设备供应商的不断增多，电信网变得越来越复杂，虽然不同厂商的设备之间互连互通已经不成问题，但在电信网的管理上，尽管各厂商为各自的电信设备提供了相应的维护管理系统，然而这些维护管理系统都只是针对某种或某几种电信设备的，没有一个公共的标准，很难统一起来，这就给电信部门管理、维护整个电信网增加了难度。随着电信的不断发展，该问题变得越来越突出。为了解决这个难题，ITU制定了TMN标准体系，该体系提出了电信网管的技术模型和具体的运行模型，使得面向不同厂商的设备提供统一的网络管理成为可能。电信管理网(TMN)是电信网的管理信息网络系统，它提供了对电信资源、网络活动、业务和管理进行规划、监督、设计和控制的策略和方法，是以ITU-T建议X.700/ISO7498-4(OSI系统管理)为基础发展起来的，为电信网络用户(包括操作管理人员和终端用户)提供电信网络的操作、管理和维护(OAM)功能。

ITU-T于20世纪80年代末提出了TMN的概念，并于1992年提出了关于TMN的M.3×××系列建议。根据ITU-T的建议，TMN是具有标准协议、接口和结构的管理网，实施对整个电信网的操作、管理和维护。TMN的建立使整个电信网始终能够处于统一的操作和管理下，提高了网络的运行效率，降低了网络的OAM(运行、管理和维护)成本，促进了网络技术和业务的发展。

接入网是电信网络不可缺少的一部分，显然，接入网的管理也应当纳入TMN的管理范围之内。TMN对接入网的管理包括接入网的运行、控制、监测与维护等。9.1.2网络管理的三要素

在一个网络的运营管理中，网络管理人员通过网络管理系统对整个网络进行管理，包括查阅网络中设备或设施的当前工作状态和工作参数，对设备或设施的工作状态进行控制(如启动或关闭)，对工作参数进行修改等操作。网络管理系统则通过特定的传输线路和控制协议对远程的网络设备或设施进行具体的操作。其中，设备或设施中存有记录工作参数的变量(参数值)，管理系统可以不记录这些参数，而在需要时对这些设备或设施进行查询。网络管理系统中还需要有反映设备工作状况的参数，但这些参数不是每个设备或设施内部都能够记录的，比如一个交换机是处于正常工作还是故障状态，就需要在设备外部进行记录。所以，网络管理系统中还必须有信息库，用于存放像设备状态这样的参数。但实际上，信息库中也会存放像工作参数这一类数据，这样就不需要经常对设备或设施进行查询。一般来说，网络管理系统都有庞大的信息库，其中包括网络中所有设备和设施的工作状态和参数信息。为了实现上述目标，列举一个最简单的网络管理系统模型，如图9-1所示。这样，一个网络管理系统从逻辑上可认为是由管理对象、管理进程和管理协议三部分组成的。管理进程(Manager)负责发出所有的控制与管理命令。发出何种命令则取决于各管理对象(ManagedObject，MO)所处的状态。管理对象就是网络中的各种通信设备和设施，再具体一点，管理对象也包括网络设备或设施中的工作状态或工作参数，一个参数就是一个管理对象。图9-1网络管理系统原理模型管理对象是经过抽象的网络元素，对应于网络中具体可以操作的数据，如记录设备或设施工作状态的状态变量、设备内部的工作参数、设备内部用来表示性能的统计参数等。有的管理对象是外部可以对其进行控制的，如一些工作状态和工作参数；另有一些管理对象则是只可读不可修改的，像计数器参数；还有一类工作参数是因为有了管理系统而设置的，为管理系统本身服务。这些都称为管理对象。管理进程是负责对网络中的设备和设施进行全面管理和控制的软件，根据网络中的各个管理对象的变化来决定对不同的管理对象采取不同的操作。管理信息库(ManagementInformationBase，MIB)可以认为是管理进程的一部分。管理信息库用于记录网络中管理对象的信息，如状态类对象的状态代码、参数类管理对象的参数值等。它要与网络设备中的实际状态和参数保持一致，能够真实、全面地反映网络设备或设施的情况。如何使管理信息库与网络设备或设施的实际状态和工作参数保持一致是管理系统需要解决的重要问题。只有管理信息库中的内容与实际设备或设施中的一致，管理信息库才有意义。管理协议(ManagementProtocol)则负责在管理系统与管理对象之间传递操作命令，负责解释管理操作命令。实际上，管理协议也就是保证管理信息库中的数据与具体设备中的实际状态、工作参数保持一致。

从概念上说，一个网络的管理系统只有一个管理信息库，但管理信息库实际上并不一定是集中存储的，也许各个设备都有记录工作参数的本地信息库，而网络管理信息库就由这些本地信息库和另外的一些信息库组成。网络管理人员只要查询管理信息库，就可获知有关设备和设施的工作状态和工作参数。9.1.3网络管理的5个功能域

国际标准化组织(OSI)定义了网络管理的5个功能域：失效管理、配置管理、安全管理、性能管理及计费管理。

1.失效管理

失效管理是对网络中的问题或故障进行定位的过程，它包括3个步骤：发现问题、分析问题、修复问题(如果有可能修复的话)。失效管理最主要的作用是通过网络管理者快速地检查问题并启动恢复过程的工具，使得网络的可靠性得到增强。这一点是很重要的，在网络非常普及的今天，人们对网络的依赖性非常强，用户通常希望网络一直都能使用，但是网络不可能不出故障不停地运行，因此当网络中断时，网络管理者要马上进行维修。在理想的情况下，当问题出现时，失效管理工具可以及时地指出其位置，并将此信息迅速传递给管理者。管理者可以开始解决出现的故障，甚至可能在用户还未发觉的时候就将问题解决了。

2.配置管理

配置管理最主要的作用是可以增强网络管理者对网络配置的控制。这是通过对设备的配置数据提供快速的访问来实现的。在比较复杂的系统中，它可以使管理者能够将正在使用的配置数据与存储在系统中的数据进行比较，并且可以根据需要方便地修改配置。配置数据通常包括每个网络设备的当前设置，这些信息对网络管理者是很有用的。比如考虑为一个设备增加接口，那么就需要知道设备上已有的物理接口的数目和分配给这些接口的网络地址，这些数据将用于对设备上的软件进行配置。

通过提供最新的网络单元清单，配置管理可以给网络管理者提供进一步的帮助。该清单有很多的作用，例如，通过它可以确定有多少特定类型的设备存在于当前网络中，另外也可以利用该清单建立一个当前运行在网络设备的操作系统的各种版本的报告。网络设备清单应该保密。如果它被有恶意的人得到，可能会在许多方面对网络造成伤害。例如，某人知道某个设备中的软件存在一个错误，它可导致设备运行不正常，通过得到网络设置清单并且找出网络上有多少个这种设备，就可以在所有的设备上触发这个错误，从而导致严重的网络故障。

配置管理包括3方面的内容：获得关于当前网络配置的信息；提供远程修改设备配置的手段；存储数据、维护一个最新的设备清单并根据数据产生报告。

3.安全管理

安全管理是控制对网络中信息访问的过程。一些连接在网络上的设备的信息可能不能让所有的用户看到，这些信息被称为敏感信息。

安全管理可以提供一种方法，通过该方法，可以定期地监视在远程访问服务器上的访问点，并且记录下哪个人正在使用该设备。安全管理也可以提供审计跟踪和声音告警方法，以提醒管理者预防潜在的对安全性的破坏。

正确地建立和维护安全管理能提供一种更为可行的选择，可以缓和用户的安全心态，并能提高他们对网络效果和安全的信心。

4.性能管理

性能管理可以测量网络中的硬件、软件和媒体的性能。测量的项目一般有整体吞吐量、利用率、错误率及响应时间。运用性能管理信息，管理者可以保证网络具有足够的容量以满足用户的需要。

性能管理的最大作用是帮助网络管理者减少网络中过分拥挤和不可通行的现象，从而为用户提供一个水平稳定的服务。使用性能管理，管理者可以监控网络设备和连接的使用情况。收集到的数据能帮助管理者判定使用趋势和分离出性能问题，甚至可能在它们对网络性能产生有害影响之前就予以解决。性能管理在容量规划方面也有帮助作用。监视网络设备和连接的当前使用情况对性能管理是至关重要的。得到的数据不仅能帮助管理者立即分离出网络中正在大量使用的部分，而且利用它可以找到某些潜在问题的答案。例如，用户访问一个远程数据库服务器太慢，利用性能管理工具，迅速判定在远方节点和数据库服务器之间的某处连接的利用率已经超过了80%，因此判定这可能是引起访问缓慢的原因。

性能管理技术还能帮助检查网络趋势。使用关于趋势的数据可以预测网络使用的峰值，从而避免网络饱和可能带来的低性能。另外，还可以绘制相对于时间的网络使用率来判定使用率高的时间。知道了这一点，就可以把大量数据传送任务安排在避开高峰时刻的时间里。

5.计费管理

计费管理可以跟踪每个个人和团体用户对网络资源的使用情况，对其收取合理的费用，这样一方面可以维持网络的运行和发展，另一方面，管理者也可以根据情况更好地为用户提供他们所需要的资源，并促使用户合理地使用网络资源。 9.2

TMN简介

9.2.1

TMN的概念

国际电信联盟(ITU)在M.3010建议中指出，电信管理网的基本概念是提供一个有组织的网络结构，以取得各种类型的操作系统(OSs)之间、操作系统与电信设备之间的互连。它是采用商定的具有标准协议和信息的接口进行管理信息交换的体系结构。提出TMN体系结构的目的是支撑电信网和电信业务的规划、配置、安装、操作及组织。TMN及电信网的总体关系如图9-2所示。图中的操作系统(OS)代表实现各种管理功能的处理系统，工作站代表实现人机界面的装置，数据通信网提供管理系统与被管理网元之间的数据通信能力。图9-2

TMN及电信网的总体关系

TMN是一个综合的、智能的、标准化的电信管理系统。所谓综合，具有两层含义：一方面TMN对某一类网络进行综合管理，包括数据的采集与存储、性能的监视与分析、故

障的报告与定位以及对网络的控制和保护；另一方面对各类电信网实施综合性的管理，即首先对各种类型的网络建立专门的网络管理，然后通过综合管理系统对各专门的网络管理系统进行管理。

TMN是电信支撑网的一种，对于电信网的运行担负着指挥的功能。TMN虽然是一种独立网络，通过一组标准接口来实现与电信网之间信息的交互，但是TMN对于电信网又有一定的依赖性，TMN中的数据通信通道往往要借助于电信网来建立。

TMN与开放系统互连(OSI)的系统管理概念密切相关。TMN的通信协议栈是以OSI的7层参考模型为基础的，所以TMN是应用OSI模型的一个典型的例子。此外，TMN中采用了面向对象的设计方法，通过对被管对象的管理来实现对通信资源的管理，并且TMN中采用了管理者和代理的概念，通过代理来实现对被管对象的管理。因此，TMN是应用OSI系统管理概念来对网络物理资源、逻辑资源进行管理的网络。9.2.2

TMN的应用范围

TMN的应用领域非常广泛，涉及电信网及电信业务管理的许多方面，从业务预测到网络规划，从电信工程、系统安装到运行维护、网络组织，从业务控制和质量保证到电信企业的事物管理，都是它的应用范围。下面是TMN比较典型的应用：

· 公用网和专用网(包括ISDN、移动网、专用语音网、虚拟专用网和智能网)。

· TMN本身。

· 传输终端(复用器、交叉连接、通道变频设备、ADM等)。

· 数字和模拟传输系统(电缆、光纤、无线、卫星等)。

· 恢复系统。

· 数字和模拟交换机。

· 计算机主机、前端处理器、集群控制器及文件服务器。

· 电路交换及分组交换设备。

· 信令终端和系统(SP、STP、实时数据库)。

· 承载业务及电信业务。

· PBXS、PBX接入及用户终端。

· ISDN用户终端。

· 相关的支持系统(如数字同步网)。9.2.3

TMN的管理业务

TMN既然是一个网络，也就提供自己的网络业务，拥有自己的用户。它的业务就是TMN的管理业务，这种管理业务是从使用者的角度来描述的对电信网的操作、组织与维护的管理活动。TMN管理业务基本可以归纳为以下三类：

(1)通信网日常业务和网络运行管理业务。

(2)通信网的检测、测试和故障处理等网络维护管理业务。

(3)网路控制和异常业务处理等网络控制业务。

TMN的用户可以是电信运营公司、电信运营公司的管理组织部门、维护部门及人员，也可以是电信业务所服务的客户。9.2.4

TMN的管理功能

TMN的各类管理功能支持TMN的管理业务的实现，满足对被管理网络的操作、维护和管理的需要。管理人员通过人机接口与管理应用交互，通过TMN提供的管理功能对被管理网络进行各项管理操作活动。

TMN为电信网及电信业务提供一系列的管理功能，主要划分为以下5种管理功能域：

(1)性能管理(PerformanceManagement)：对电信设备的性能和网络单元的有效性进行评估，并提出评价报告的一组功能，包括性能测试、性能分析及性能控制。

(2)配置管理(ConfigurationManagement)：包括提供状态和控制及安装功能，对网络单元的配置、业务的投入、开/停业务等进行管理，对网络的状态进行管理。

(3)帐务管理(AccountingManagement)：测试电信网中各种业务的使用情况，计算处理使用电信业务的应收费用，并对电信业务的收费过程提供支持。

(4)故障管理(FaultManagement)：对电信网的运行情况异常和设备安装环境异常进行管理，对网络的状态进行管理。

(5)安全管理(SecurityManagement)：主要提供对网络及网络设备进行安全保护的功能，主要有接入及用户权限的管理、安全审查及安全告警处理。上述5个管理功能域与国际标准化组织(OSI)定义的网络管理的5个功能域是完全对应的。

TMN的功能可以划分为不同的层次，由高到低依次为：

(1)事务管理层——事务管理层是最高的管理功能层。该层负责设定目标任务，但不管具体目标的实现，通常需要管理人员的介入。

(2)服务管理层——服务管理层主要处理网络提供的相关服务事项，诸如提供用户与网络运营者之间的接口、与事务管理层及网络管理层的交互等。

(3)网络管理层——网络管理层对所辖区域内的所有网元进行管理，主要的功能包括从全网的观点协调与控制所有网元的活动，提供、修改或终止网络服务，就网络性能、可用性等事项与上面的服务管理层进行交互等。

(4)网元管理层——网元管理层直接行使对个别网元的管理职能，主要的功能包括控制与协调一系列网络单元，为网络层的管理与网络单元进行通信提供协调功能，维护与网络单元有关的统计数据等。9.2.5

TMN的技术基础

支持TMN的主要技术有：

· OSI开放系统互连技术；

· OSI系统管理技术；

· 高速发展的计算机网络技术及分布式处理环境；

· 面向对象的软件工程方法；

· 高速数据通信技术；

· 电信设备的高度智能化。9.2.6

TMN的标准化协议

TMN的最主要的标准之一是ITU-TM.3010，它是关于TMN的总体要求，涉及总体原则、体系结构、逻辑分层结构及基本功能要求。M.3400是关于TMN的管理功能的标准。M.3200系列是关于TMN的管理业务及各种电信网上的TMN管理业务标准。M.3020是TMN的接口规范定义方法。M.60.2是TMN的基本术语定义。M.3100系列是TMN的通用管理信息模型。下面归纳、列举出TMN的主要标准。

1.TMN总体概要及术语

(1)M.3000——TMN建议综述(OverviewofTMNRecommendations)；

(2)M.60——TMN的术语注释(MaintenanceTerminologyandDefinitions)。

2.TMN方法学

(1)X.720——管理信息模型(ManagementInformationModel)；

(2)X.722——被管对象定义指南(GuidelinesfortheSpecificationMethodology)；

(3)X.3020——TMN接口规范的方法学(TMNInterfaceSpecificationMethodology)。

3.TMN体系结构

(1)M.3010——TMN的总体原则(PrinciplesofaTMN)；

(2)X.701——系统管理总体要求(SystemManagementOverview)；

(3)G.784——SDH管理(SynchronousDigitalHierarchy(SDH)Management)；

(4)Q.513——数字交换机的操作、管理与维护接口；

(5)Q.750——No.7信令系统管理概要；

(6)M.3610——TMN对B-ISDN的要求；

(7)M.3611——TMN对ATM的要求。

4.TMN管理业务要求

(1)M.3200——TMN的管理业务概要；

(2)M.3201——业务量管理；

(3)M.3202——公共信道信令管理；

(4)M.3203——用户控制业务管理；

(5)M.3204——ISDN管理；

(6)M.3205——B-ISDN管理；

(7)M.32IN——智能网管理；

(8)M.3300——F接口的管理能力；

(9)X.161——公众数据网客户网络管理业务；

(10)M.xfunc——X接口上的管理业务。

5.TMN管理功能

M.3400——TMN管理功能。

6.TMN应用功能

(1)X.730——对象管理功能；

(2)X.731——状态管理功能；

(3)X.732——用于表示关系的属性；

(4)X.733——告警报告功能；

(5)X.734——事件报告管理功能；

(6)X.735——日志控制功能；

(7)X.736——安全告警报告功能；

(8)X.737——信任与诊断测试类功能；

(9)X.738——测量与总结功能；

(10)X.739——工作负荷监视功能；

(11)X.740——安全检查跟踪功能；

(12)X.745——测试管理功能；

(13)X.741——用于接入控制的对象与属性。

7.TMN通用消息及信息模型

(1)X.710——公共管理信息服务定义；

(2)X.711——公共管理信息协议规范；

(3)Q.821——Q3上的告警监视模型；

(4)Q.822——Q3上的性能管理模型；

(5)Q.823——交换话务量管理；

(6)Q.824——支持交换业务提供的信息模型；

(7)M.3180——TMN管理信息分类；

(8)M.xinfo——对于不同接入情况经X接口交换的信息标识。

8.TMN的资源信息模型

(1)M.3100——通用网络信息模型；

(2)G.744——SDH信息模型；

(3)G.774.01——SDH网元性能监视信息模型；

(4)G.774.02——SDH网元净负荷结构配置；

(5)G.774.03——SDH网元复用段保护管理；

(6)G.774.04——SDH网元子网连接保护管理；

(7)G.774.05——网元连接监督功能；

(8)Q.751.1——No.7MTP信息模型；

(9)Q.751.2——No.7SCCP信息模型；

(10)Q.811——Q3接口低三层协议；

(11)Q.812——Q3接口高三层协议；

(12)G.773——用于传输系统管理的协议簇；

(13)G.784——SDH内部的QXTMN一致性要求；

(14)X.724——协议一致性声明；

(15)M.3101——M.3100被管理对象一致性声明。9.2.7

TMN的功能结构

TMN的功能结构主要是指它内部功能的分配。在TMN的功能结构中，引入了一组标准的功能块(FunctionBlock)和有可能发生信息交换的参考点。功能块是实现一组功能的概念性实体，它能够通过各种物理配置来实现；参考点代表在一对功能块之间信息的互换点。

1.功能块

在管理系统中需要的各种功能已经被定义为一组通用的功能块，包括操作系统功能(OSF)模块、中介功能(MF)模块、网元功能(NEF)模块、工作站功能(WSF)模块、Q适配器功能(QAF)模块和数据通信功能(DCF)模块。图9-3所示的是TMN物理结构的一个例子。有些功能部分属于TMN范畴，部分在TMN范畴外。图9-3

TMN的一般化物理结构举例每一功能模块的具体功能如下。

1)操作系统功能模块(OperationsSystemFunctions，OSF)

OSF可对与电信网管理、监视及控制有关的信息进行处理，亦即通过OSF对今天的电信网和电信业务进行管理和规划。OSF可以分为四种不同的类型来分别支持事务管理层(BML)、服务管理层(SML)、网络管理层(NML)和网元管理层(EML)。

2)中介功能(MediationFunctions，MF)模块

MF使具有不同参考点或接口的功能模块之间能够互相沟通，即MF模块提供一组网关和/或中继功能。MF除具有信息传送、协议转换、地址映射、路由选择等功能外，还具有信息处理及对收到的信息进行存储、适配、过滤和压缩的功能。

3)网元功能(NetworkElementFunctions，NEF)模块

在TMN中，网元是被监视和控制的对象，NEF使得网元能和TMN管理系统之间进行通信。近年来，网元的智能化程度逐渐提高，网元功能的范围也逐步扩大，部分的OSF、MF已逐渐渗透在NEF中。网元的例子包括交换系统、数字交叉连接系统(DCS)、分插复用器(ADM)、终端复用器(TM)、数字环路载波系统(DLC)等。网元功能包括协议转换、消息转换、地址映射、路由选择、数据收集、自愈功能、故障定位、NE告警分析、运行数据传送等。

4)工作站功能(WorkStationFunctions，WSF)模块

WSF在TMN信息和用户之间提供用户友好界面，即把网络管理信息从“F”接口格式转换为“G”接口格式。

5)Q适配器(QAdaptorFunctions，QAF)模块

QAF模块用来连接TMN实体和非TMN实体，即在TMN参考点和非TMN参考点之间提供转换功能。

6)数据通信功能(DataCommunicationFunctions，DCF)模块

通过数据通信功能模块在TMN功能模块间实现信息互换，主要作用是通过信息传送来实现OS/OS、OS/NE、NE/NE、WS/OS和WS/NE之间的通信。因此DCF可以由不

同类型的承载通道来支持，它可以是点-点链路、局域网(LAN)、广域网(WAN)、嵌入式运行通道(EOC)等。

2.参考点

功能体系结构中的参考点(ReferencePoint)是指两个非重叠的功能连接处的概念点，通过它来识别在这些功能之间交互的信息类型。在TMN中，为了描述各功能之间的关系，引入了参考点q、f、x。另外，TMN与外界相关的参考点为g、m。q参考点在OSF与OSF之间、OSF与MF之间、OSF与NEF之间、MF与MF之间、QAF与MF之间。f参考点在OSF与WSF之间、WSF与MF之间；x参考点在OSF与其它TMN的OSF之间；m参考点在非TMN标准网元(或OSF)与QAF之间；g参考点在WSF与用户之间。当连接的功能模块通过独立的物理设备来实现时，参考点则变成一个接口。下面对各参考点及其所处的位置分别予以说明。

(1)q参考点——q参考点连接TMN的OSF、MF、NEF和QAF。连接可以是直接的连接，也可以是通过DCF来实现的连接。q参考点又可以分为q3和qx参考点。q3参考点连接NEF和OSF、MF和OSF、QAF和OSF以及OSF和OSF；qx参

考点连接MF和MF、MF和NEF、MF和QAF。

(2)f参考点——f参考点连接OSF和/或MF功能模块到WSF功能模块。

(3)x参考点——x参考点连接不同的TMN中的OSF功能模块，或者连接TMN的OSF到非TMN环境下的等效OSF。

(4)g参考点——g参考点位于WSF和用户之间，虽然通过g参考点传送的是TMN的信息，但由于它位于TMN之外，因此不把它考虑为TMN的一部分。

(5)m参考点——m参考点位于QAF和非TMN被管实体之间，使得能够通过TMN环境对非TMN网元进行管理。

3.TMN管理分层模型与功能块的关系

OSF功能块处理与电信管理相关的信息，支持和控制电信管理功能的实现。对应TMN的管理分层又可分为行业管理OSF、业务管理OSF、网络管理OSF和基本OSF。中介功能MF在OSF与NEF(或QAF)之间进行信息的传送，以保证各功能块对信息模式的需求，并使网元(NE)到OSF的结构更加灵活。

数据通信功能DCF提供各功能块之间数据通信的方法，提供OSI参考模型中第一层到第三层的功能。

在网元中，网元为了被管理而向TMN描述其通信功能是网元功能NEF的一部分，这部分属于TMN，而NEF的其它功能则在TMN之外。

适配器功能(WSF)提供TMN与用户之间的交互能力，而人机界面则在TMN之外。9.2.8

TMN的信息结构

TMN的信息结构应用OSI系统管理的原则，引入了管理者和代理(Manager/Agent)的概念，强调在面向事物(TransactionOriented)处理的信息交换中采用面向对象(ObjectOriented)的技术，主要包括管理信息模型及管理信息交换两个方面。

管理信息模型是对网络资源及其所支持的管理活动的抽象表示。在信息模型中，网络资源被抽象为被管理的对象(ManagedObject)。模型决定了以标准方式进行信息交换的范围，模型中的活动(Activity)实现了TMN的各种管理操作，如信息的存储、提取与处理。管理信息交换涉及TMN的数据通信功能(DCF)和消息传递功能(MCF)，主要是接口规范及协议栈。电信管理是一种信息处理的过程，每种特定的管理应用按照ITU-TX.701建议中系统管理模型(SystemManagementModel)中的定义，都具有管理者、代理者两方面的作用。在管理者/代理者面前，网络资源是一棵信息树(InformationTree)，即被管理对象的信息库(ManagementInformationBase，MIB)。代理者(Agent)直接操作被管理资源，管理者(Manager)通过公共管理信息服务单元(CommonManagementInformationServiceElement，CMISE)实施管理操纵。

管理者、代理者与被管理对象之间的关系如图9-4所示。从TMN的角度来看这种关系如图9-5所示，值得注意的是图中q参考点上的Q接口，它不仅要按OSI七层模型选择合适的协议栈，还应确定相应的管理信息模型。图9-4管理者、代理者和被管对象之间的关系图9-5网络资源与被管理对象的关系9.2.9

TMN的接口

从TMN的体系结构中可以看出，在TMN中共有四种接口，即Q3、Qx、F、X。

1.Q3接口

Q3接口是一个集合。Q3接口与我们通常谈到的接口很不同，比如一个RS232接口等都是比较单一的通信接口，而Q3接口是一个跨越了整个OSI七层模型协议的集合。从第一层到第三层的Q3接口协议标准是Q.811，称之为低层协议栈。从第四层到第七层的Q3接口协议标准是Q.812，称之为高层协议栈。Q.811/Q.812适用于任何一种Q3接口。Q.812中最上层的两个协议是公共管理信息协议(CommonManagementInformationProtocol，CMIP)与文件传输访问和管理(FileTransferAccessandManagement，FTAM)，前者用于面向事物处理的管理应用，后者用于面向文件的文件传送、访问与管理。在这里还要特别指出，Q3接口不仅包括在第七层中用到的管理信息和管理信息模型(MIB)，在通信协议Q.811/Q.812之上，还要有G.774和M.3100。M.3100是面向网元的通用信息模型。G.774是SDH的管理信息模型。Q.821、Q.822是Q3接口中关于告警和性能管理支持对象的定义。

2.Qx接口

在管理系统的实施中，很多产品采用Qx接口作为向Q3接口的过渡。我们知道Q3接口连接OS与OS、OS与MD、OS与QA。Qx是不完善的Q3接口，出于成本和效率方面的考虑，它舍去了Q3中的某些部分，但是Q3的哪些部分可以被去掉并没有标准，因此往往是非标准厂家的Q接口。Qx与Q3的不同之处是：①参考点不同，Qx在qx参考点处，代表中介功能与管理功能之间的交互需求；②所承载的信息不同，Qx上的信息模型是MD与NE之间的共享信息，Q3上的信息模型是OS与其它TMN实体之间的共享信息。

3.F接口

F接口处于工作站(WS)与具有OSF、MF功能的物理构件之间(如WS与MD)。它将TMN的管理功能呈现给人们，或将人的干预转呈给管理系统，解决与TMN的五大管理功能领域相关的人机接口的支持能力，使用户(人)通过电信管理网(TMN)接入电信管理系统。人机接口(HMI)使用户与系统之间交换信息。用户与控制系统的交互基于输入/输出、特殊动作和人机对话处理等各种交互机制。

4.X接口

X接口在TMN的x参考点处实现，提供TMN与TMN之间或TMN与具有TMN接口的其它管理网络之间的连接。在这种情况下，相对Q接口而言，X接口上需要更强的安全管理能力，要对TMN外部实体访问信息模型设置更多的限制。为了引入安全等级，防止不诚实的否认等，也需要附加的协议，但X接口应用层协议与Q3的是一致的。在标准中并未明确给出划分TMN边界的定义，但我们认为多个电信运营公司的电信管理网的互连是多个TMN之间的互连。在同一个电信运营公司内，也可以根据管理问题域(ProblemDomain)的不同来划分TMN。另外，也可能按地域划分进行网络管理，这时候，X接口的设置取决于实际情况的需要。

9.3接入网网络管理的功能结构

9.3.1接入网网络管理系统功能结构

由于接入网中设备的特点与接入特性和传输技术密切相关，因此其网络管理系统中的运行系统功能实体可以分为三个部分来实现：端口及核心功能-运行系统功能实体(PCF-OSF)、传送功能-运行系统功能实体(TF-OSF)、调度管理功能实体(CO-OSF)。它们的相互关系以及与接入网中各功能实体的相互联系如图9-6所示。图9-6接入网及网络管理系统功能结构

PCF-OSF对AN中的UPF、SPF和CF进行管理；TF-OSF对AN中的TF进行管理，其功能和TF使用的具体技术(如PON、SDH、DLC等)有关。PCF-OSF和TF-OSF是两个独立的管理功能，且与接入技术密切相关，它们的协调是通过CO-OSF来完成的。CO-OSF独立于具体的接入技术，从全网的角度对接入网内不同功能实体间的相互关系或故障告警进行适当调度和协调。例如当接入网设备告警，TF-OSF和PCF-OSF都不能单独确定故障发生的位置时，就需要CO-OSF来进行进一步的分析和调度处理。接入网与其网络管理之间的接口为Q-AN。在AN-SMF中包括MCF、Q-AN代理和MIB，AN-SMF是TMN的代理，也是AN功能(如UPF、CF等)的管理者。TF为AN中不同地点之间公用承载通路的传送提供通道。如果TF采用光纤传输技术来实现，相应的TF-OSF只管理接入网中的光纤传输系统，则该功能结构就是光纤用户网网管的功能结构。9.3.2接入网的网元功能组

图9-7给出了接入网的网元功能组(AN-NEF)的通用功能结构。TMN是通过对AN-NEF的管理来实现对接入网的管理的。具体来说，TMN是通过Q3代理和管理信息库(MIB)来管理AN-NEF的。AN-NEF包括用户口功能组(UPF)、核心功能组(CF)、传送层功能组(TF)和业务口功能组(SPF)。这些功能由消息通信功能(MCF)支持。接入网系统管理功能(AN-SMF)包括MCF、Q3代理和MIB。AN-SMF既作为AN的代理与TMN通信，又作为AN-NEF的管理者。图9-7接入网网元功能组的通用功能结构图9-8示出整个功能管理结构的关系。由图可知，AN-OSF负责对AN功能的管理，SN-OSF则负责管理相关的SN功能。为了协调管理AN和SN，AN-OSF和SN-OSF可以通过Q3接口(若AN-OSF和SN-OSF属于同一网络运营者管辖)或X接口(若AN-OSF和SN-OSF不属于同一网络运营者管辖)来协调操作。

TMN对接入网的运行系统功能(AN-OSF)进行监测，控制接入网的各种运行功能，包括用户口功能的硬件实施。AN-OSF还控制着接入网的维护，并根据接入类型和实施方式确定其测试能力和规程。图9-8接入网功能管理结构9.3.3接入网的管理功能

对接入网实施的控制，在送往接入网各功能组之前，要先由AN-SMF进行预处理；对接入网实施的监测在送往各功能组之前，也要先由AN-SMF进行预处理。

除了控制、监测接入网的各功能之外，AN-SMF还具有配置(设备配置、软件配置)与管理(故障管理、性能管理和安全管理)功能。

对于限时管理功能(如由于接入网内部的故障需阻塞用户口、根据每次呼叫分配接入承载能力、承载信道的保护倒换等)，要求AN与SN进行实时协调，这一类功能由AN-SMF与SN-SMF通过SNI共同完成。对于非限时功能(如用户口配置等)，则要求SNI两侧相互协调。这一功能是通过AN-SMF、SN-SMF与Q3接口共同完成的(参见图9-7和图9-8)。

1.用户口功能组的管理

用户口功能组的管理包括用户口控制和用户口测试，分述如下。

1)用户口控制

用户口控制包括激活／去激活功能、阻塞／解除阻塞功能、配置功能与测试功能等。激活／去激活功能是指将UNI和用户终端置于激活／去激活状态。如果该功能是由UNI或SN实行的，则是为了进行业务配置；如果该功能是由AN-OSF实行的，则是为了进行维护。

阻塞／解除阻塞功能是指将用户口置于运行或非运行的状态。

配置功能是指根据UNI的指令、功能的安排、所需接入的承载能力等，对某个特定的用户口进行限定。该功能只由AN-OSF实行。

测试功能在用户口和UNI内进行故障定位，有时故障定位也包括用户设备。该功能也只由AN-OSF实行。

2)用户口测试

用户口测试包括故障检测与指示，以及性能监测等内容。

故障检测与指示给出用户口功能是否正常，以及不正常的状态等信息。检出的故障信息要报告给AN-OSF。若需对用户口阻断业务，则阻断信息还要报告给SN-SMF。

性能监测则提供有关UNI性能的信息，如比特误码等。性能状态信息要报告给AN-OSF和SN-SMF。

2.核心功能组的管理

核心功能组的作用是对承载体的分配、适配以及对协议处理进行监控。这类管理功能是由AN-SMF对核心功能组实行的，并由AN-OSF进行控制。对限时运行而言，核心功能的管理则由SNI进行，但由AN-SMF进行协调。核心功能组的管理包括核心功能控制与核心功能监测，分别说明如下。

1)核心功能控制

核心功能的配置是控制承载分配、承载适配、协议承载分配、协议映射等功能所必需的。非限时配置由AN-OSF控制；限时配置则由SNI控制。

2)核心功能监测

核心功能监测包括故障检测与指示以及性能监测等内容。

协议映射等功能所必需故障检测与指示的作用是指出核心功能是否正常，以及不正常的状态信息。非限时情况下，故障信息报告给AN-OSF；限时情况下，故障信息报告给SN-SMF。

性能监测功能提供由核心功能测定的性能状态信息，如协议错误等，并将其报告给AN-OSF。

3.业务口功能组的管理

业务口功能组的管理包括业务口控制与业务口监测，分别说明如下。

1) 业务口控制

阻塞／解除阻塞功能会根据故障情况，将业务口置于运行/非运行状态。该功能由AN-OSF和SN-SMF实施。

业务口配置功能根据SNI的指令(包括容量、信道数、承载信道等)，对某个业务口进行限定，该功能只由AN-OSF实施。

2)业务口监测

业务口监测包括故障检测与指示以及性能监测。其中，故障检测与指示的作用是指出业务口是否正常，并将不正常的状态等故障信息报告给AN-OSF；性能监测功能则提供由业务口检测的性能信息，如比特误码等，并将其报告给AN-OSF。

4.传送功能组的管理

传送功能组提供接入网中的信息传送能力。它独立于那些与业务相关的管理功能(如用户口功能组、核心功能组、业务功能组等)，包括传送功能控制与传送功能监测两部分，分述如下。

1)传送功能控制

传送功能控制包括传送功能配置和保护倒换控制。前者是限定传输媒质层、传输通道层和电路层的，它只由AN-OSF实施；后者则控制着保护倒换，以维护不同传送层的传送能力。保护倒换控制由AN-OSF实施。

2)传送功能监测

传送功能监测包括故障检测与指示以及性能监测。前者指出不同传送层的连接是否正常，并将故障信息报告给AN-OSF，经过AN-SMF，对受影响的UNI或SNI进行阻断；后者提供传输性能的监测信息，如比特误码等，并将其报告给AN-OSF。

5.AN-SMF的管理

AN-SMF的管理包括AN-SMF控制与AN-SMF监测。

1)AN-SMF控制

AN-SMF控制包括配置和核查功能。前者对AN-SMF的性能评估、事件报告、安全与信息采集等进行控制；后者用于恢复所有相关配置及接入网的各功能与AN-SMF的状态信息。

2)AN-SMF监测

AN-SMF检测与指示的作用是指出AN-SMF各部分是否正常，以及不正常的状态，并将其报告给AN-OSF。

9.4接入网网络管理的实现

综合当前电信网网管的开发技术，接入网网络管理系统大致可以分为四类：电信网标准Q3接口、电信设备厂商的自定义协议互连、CORBA接口和Web模型。

下面分别加以介绍。9.4.1

Q3接口

Q3接口是TMN实体之间最重要的界面之一，在TMN中起着举足轻重的作用。在一定程度上，Q3接口成为衡量一种设备的网管是否与TMN兼容的关键。

在电信总局颁布的《用户接入网管理功能与管理接口技术规范》暂行规定中，明确规定了接入网网管必须具备Q3接口。正因为如此，各大电信设备厂家推出的接入网设备都具备Q3接口。

Q3接口的实现方式可以分为两种：一种是直接由设备提供，即所谓嵌入式Q3接口；另一种是由设备管理终端计算机(网管服务器)提供，即所谓的中介设备(MediationDevice，MD)方式。9.4.2

CORBA接口

CORBA(CommonObjectRequestBrokerArchitecture，公共对象请求代理体系结构)是OMG(ObjectManagementGroup，对象管理集团)为了解决分布式处理环境中软件系统互连问题而定义的一种分布式处理体系结构。CORBA可以为各种对象的请求提供一种代理机制，从而融合不同形式的对象、不同类型的操作系统，对网络上的分布式事务处理提供一种良好的解决方案。针对越来越庞杂的网络管理系统，这种分布式处理机制能得到完美的体现。

CORBA继承了面向对象的程序设计和分布式计算的特性，并支持客户机/服务器结构。在CORBA中，客户机和服务器是分离的，它们之间甚至无需知道对方的存在。一个客户机可以访问多个服务器，客户机和服务器之间也不存在一一对应的固定关系。

CORBA提供了一种独立于程序设计语言的描述语言IDL(InterfaceDefinitionLanguage，接口定义语言)。IDL用来定义客户机方如何发起请求，服务器方如何定义与该请求对应的动作所需的信息。IDL使客户机和服务器双方无需局限于使用某种特定的语言进行对象互连的程序设计。

CORBA具有平台无关性和程序设计语言无关性，特别适合于异构环境下的系统集成和网络管理，可以非常高效快速地开发TMN构件，集成现有的网络管理应用。CORBA的这些先进特性非常适合于通讯网络管理系统的开发，也正由于CORBA具有诸多优点，TINA(TelecommunicationsInformationNetworkingArchitecture)组织才将CORBA用做其

DPE(分布式处理环境)的基石。

虽然TMN采用了基于OSI系统管理面向对象的建模技术，但对于如何构造管理系统以及管理者之间如何实现互操作，TMN并未深入研究。CORBA目前已经是一项比较成熟的面向对象的技术，将被广泛应用于开放网络环境下业务的快速构造和资源及业务的有效管理。实现综合网管不仅需要像TMN这样一套完整的体系结构标准，还需要实现这种体系结构的开发平台和开发工具。目前的TMN网管平台缺乏特定的TMN管理组件和支持分布式应用的基础构件，而这些正是采用面向对象和软件重用技术构造大规模网络和业务管理应用的关键。因此，以CORBA的ORB(对象请求代理)为核心，结合目前分布式对象体系结构和网络及业务管理方面的相关技术，可以构造一个更加分布化、重用性强、可靠性高、可伸缩性好并且适用于整个TMN分层体系结构的新一代分布式TMN网管平台。在基于CMA(CORBA管理代理)的分布式TMN网管平台中，ORB核心以外的其它组件都以构件的方式存在，所有的构件以一致的方式对外接口，采用IDL语言描述其提供的服务。

总之，CORBA、TINA等技术尚未形成相应的行业标准，要取代技术成熟、功能完善的TMN/Q3，估计还需一段较长的时间。但是由于CORBA优点突出，尤其比CMIP、SNMP功能强大，也没有后者那么复杂，并且特别适合于分布处理，虽然CORBA并不是针对网络管理提出的，却在网管领域得到了普遍的重视和应用，因此必将在以后的应用中占据一定的地位。9.4.3基于Web的网络管理

1.WBM的出现

SNMP的一个突出的特点就是管理代理的简洁性。SNMP运行在UDP协议之上，UDP比TCP简单，它没有“确认”和“滑动窗”以及其它TCP用于建立连接及保证可靠性方面的特性，但能够保证网络通信的实现，因此采用UDP的代理具有简单易行的特点。其次SNMP是具有开放性和可扩充性的网络管理协议，网络设备制造者只要在其设备的SNMP网管代理中参照IETF的MIB或定制自己的专用MIB，就可以将网络设备的管理融入到SNMP网管的大家庭中，具有很大的灵活性和兼容性。但是传统的SNMP网络管理平台已经不能完全满足网络迅猛发展的需要。网络管理系统附加于高档平台上，开发网管应用程序复杂。现在的网络管理平台存在着以下弊病：

· 管理平台费用昂贵，庞大的软件需要花费更多的硬件配置费用；

· 系统的安装、运行和管理较复杂，一般用户掌握和使用较困难；

· 高度集中的管理模式势必造成网管主机的超负荷运转，极大地降低网管系统的运行效率，可能产生传输和处理瓶颈，造成较大的网络延迟，影响网络管理的质量；

· 系统的扩充性差；

· 一般地，这些系统不支持对管理平台的远程数据访问、管理工具应用。

Web的流行和技术的发展，给网络管理带来了新的思路，可以考虑将网络管理和Web结合起来。基于Web的网络管理系统的根本点就是允许通过Web浏览器进行网络管理，可以把SNMP数据汇集到Web应用中去，既集成了SNMP协议，又能较好地解决网络管理平台存在的困难。和网络管理平台相比，Web网络管理具有以下优点：

(1)简单易用。Web网络管理的界面是Web浏览器，其突出特点就是操作简便，友好直观，它一改网络管理烦琐易错的弊病，极大地降低了网络管理员工作的强度和难度。

(2)节省费用。与专用的网络管理平台相比，WEB网络管理的控制台可以是装有廉价的Web浏览器的任何机器，而不必是专用的工作站，可大大降低网管设备的初装费用。

(3)独立于平台。Web浏览器可运行于各种平台上，网络管理员只要有一个Web浏览器，就不必理会工作平台是一台PC机还是一台Unix工作站，因此极大地增强了网络管理的灵活性。

(4)便于开发新的网络应用。网络应用的不断增强对网络管理工具的可扩展性有了更高的要求。Web网络管理员可以使用HTML、Java和CGI脚本语言进行编程并集成管理应用，因此方便网络管理员开发新的管理应用。

(5)安全性。公开密钥安全机制能直接结合到管理应用中，提供访问控制、加密以及应用到应用的验证。防火墙的应用保证只有被授权的网络管理员操作才可以通过。

2.WBM的应用方法

整个WBM系统可以大致按完成的功能分为三个层次：终端(用户操作层)、设备／网络管理层、设备层(网元)。后两个层次大致完成了TMN中的网元／网元管理／网络管理的功能。终端是TMN中的WSF，它提供了用户可以操作的接口。但是由于采用了Web技术，此时的WSF与传统的WSF有较大的不同。首先，它不是固定的终端，在任何可以接入Internet的地方都可以按照用户的权限定义访问和管理设备；其次，它不用开发专用的软件(最多开发一些插件)，使用通用的Web浏览器如IE、Netscape等，大大降低了开发的工作量和成本；最后，它使用了一致的协议——HTTP，这是一个全世界都可以使用的协议，避免了不同协议之间的不兼容问题。

设备／网络管理层是核心层，可分为两个部分，即负责设备管理的设备管理器和负责协调与集中管理的集中控制器。各设备管理器是各种设备的管理系统，完成TMN中的网元管理和网络管理，它们通过各自的管理接口可以采用计算机网络常用的SNMP管理方式、CORBA方式，也可以采用基于CMIP协议的Q3接口或者直接嵌入到系统／设备内，可管理一个网元或者由多个网元(NE)构成的网络。

集中控制器集成了各个设备管理器的管理功能，用户可以使用集中控制器执行各种管理操作。集中控制器的这种能力可以保障对于